Малый Караман начинается в овраге южнее села Павловка, течёт на север. Ниже Павловки запружена, потому в самой Павловке расположено водохранилище. Далее поворачивает на запад, на правом берегу расположен хутор Сухой, за ним справа впадает приток Пиль. За устьем Пили река поворачивает на юго-запад, на левом берегу находится село Караман, на правом — Чапаевка. Ниже Чапаевки Малый Караман течёт по пойме Волги, на реке расположены сёла Бородаевка, Берёзовка, Филипповка и 1-я Андреевка.
Впадает в общий с рекой Большой Караман залив Волгоградского водохранилища, на правом берегу которого находится город Маркс. Длина реки составляет 89 км.
По данным государственного водного реестра России относится к Нижневолжскому бассейновому округу, водохозяйственный участок реки — Волга от Саратовского гидроузла до Волгоградского гидроузла, без рек Большой Иргиз, Большой Караман, Терёшка, Еруслан, Торгун, речной подбассейн реки — подбассейн отсутствует. Речной бассейн реки — Волга от верхнего Куйбышевского водохранилища до впадения в Каспий.
